l4/pkg/l4util/include/ARCH-ppc32/rdtsc.h

   1 /**
   2  * \file
   3  * \brief  time stamp counter related functions
   4  *
   5  * \date   Frank Mehnert <fm3@os.inf.tu-dresden.de>
   6  * \ingroup l4util_tsc
   7  */
   8
   9 /*
  10  * (c) 2003-2009 Adam Lackorzynski <adam@os.inf.tu-dresden.de>
  11  *     economic rights: Technische Universität Dresden (Germany)
  12  * This file is part of TUD:OS and distributed under the terms of the
  13  * GNU Lesser General Public License 2.1.
  14  * Please see the COPYING-LGPL-2.1 file for details.
  15  */
  16
  17 #ifndef __l4_rdtsc_h
  18 #define __l4_rdtsc_h
  19
  20 /**
  21  * \defgroup l4util_tsc Timestamp Counter
  22  * \ingroup l4util_api
  23  */
  24
  25 #include <l4/sys/compiler.h>
  26 #include <l4/sys/l4int.h>
  27 #include <l4/sys/kip.h>
  28
  29
  30 EXTERN_C_BEGIN
  31
  32 extern l4_uint32_t l4_scaler_tsc_to_us;
  33 extern l4_uint32_t l4_scaler_timer_to_tsc;
  34
  35 /* interface */
  36 /**
  37  * \addtogroup l4util_tsc
  38  */
  39 /*@{*/
  40
  41 #define L4_TSC_INIT_AUTO             0 ///< Automatic init
  42 #define L4_TSC_INIT_KERNEL           1 ///< Initialized by kernel
  43 #define L4_TSC_INIT_CALIBRATE        2 ///< Initialized by user-level
  44
  45 /**
  46  * \brief Read current value of CPU-internal time stamp counter.
  47  * \return 64-bit time stamp
  48  */
  49 L4_INLINE l4_cpu_time_t
  50 l4_rdtsc (void);
  51
  52 /**
  53  * \brief Read the lest significant 32 bit of the TSC.
  54  *
  55  * Useful for smaller differences, needs less cycles.
  56  */
  57 L4_INLINE
  58 l4_uint32_t l4_rdtsc_32(void);
  59
  60 /** Convert time stamp into micro seconds value.
  61  * \param tsc time value in CPU ticks
  62  * \return time value in micro seconds
  63  */
  64 L4_INLINE l4_uint64_t
  65 l4_tsc_to_us (l4_cpu_time_t tsc);
  66
  67 EXTERN_C_BEGIN
  68
  69 /**
  70  * \brief Calibrate scalers for time stamp calculations.
  71  *
  72  * Determine some scalers to be able to convert between real time and CPU
  73  * ticks. This test uses channel 0 of the PIT (i8254) or the kernel KIP,
  74  * depending on availability.
  75  * Just calls l4_tsc_init(L4_TSC_INIT_AUTO).
  76  */
  77 L4_INLINE l4_uint32_t
  78 l4_calibrate_tsc (l4_kernel_info_t *kip);
  79
  80 /**
  81  * \brief Initialitze scaler for TSC calicaltions.
  82  *
  83  * Initialize the scalers needed by l4_tsc_to_ns()/l4_ns_to_tsc() and so on.
  84  * Current versions of Fiasco export these scalers from kernel into userland.
  85  * The programmer may decide whether he allows to use these scalers or if an
  86  * calibration should be performed.
  87  * \param   constraint   programmers constraint:
  88  *                       - #L4_TSC_INIT_AUTO if the kernel exports the scalers
  89  *                         then use them. If not, perform calibration using
  90  *                         channel 0 of the PIT (i8254). The latter case may
  91  *                         lead into short (unpredictable) periods where
  92  *                         interrupts are disabled.
  93  *                       - #L4_TSC_INIT_KERNEL depend on retrieving the scalers
  94  *                         from kernel. If the scalers are not available,
  95  *                         return 0.
  96  *                       - #L4_TSC_INIT_CALIBRATE Ignore possible scalers
  97  *                         exported by the scaler, instead insist on
  98  *                         calibration using the PIT.
  99  * \param kip            KIP pointer
 100  * \return 0 on error (no scalers exported by kernel, calibrating failed ...)
 101  *         otherwise returns (2^32 / (tsc per µsec)). This value has the
 102  *         same semantics as the value returned by the calibrate_delay_loop()
 103  *         function of the Linux kernel.
 104  */
 105 L4_CV l4_uint32_t
 106 l4_tsc_init (int constraint, l4_kernel_info_t *kip);
 107 /*@}*/
 108
 109 EXTERN_C_END
 110
 111 EXTERN_C_BEGIN
 112
 113 L4_INLINE l4_uint32_t
 114 l4_calibrate_tsc (l4_kernel_info_t *kip)
 115 {
 116   return l4_tsc_init(0, kip);
 117 }
 118
 119 L4_INLINE l4_cpu_time_t
 120 l4_rdtsc (void)
 121 {
 122   l4_uint32_t upper = 0, lower = 0;
 123   l4_cpu_time_t tb;
 124
 125   __asm__ __volatile__
 126     (" 1:                    \n"
 127      " mftbu %[upper]        \n"
 128      " mftb  %[lower]        \n"
 129      " mftbu %%r12           \n"
 130      " cmpw  %[upper], %%r12 \n"
 131      " bne- 1b               \n"
 132      : [upper] "=r" (upper),
 133        [lower] "=r" (lower)
 134      : "0"(upper),
 135        "1"(lower)
 136      : "r12");
 137
 138   tb = upper;
 139   tb = (tb << 32 | lower);
 140   return tb * l4_scaler_timer_to_tsc;
 141 }
 142
 143 L4_INLINE
 144 l4_uint32_t l4_rdtsc_32(void)
 145 {
 146   l4_uint32_t lower;
 147
 148   __asm__ __volatile__
 149     (" mftb %[lower]\n"
 150      : [lower] "=r" (lower));
 151
 152  return lower * l4_scaler_timer_to_tsc;
 153 }
 154
 155 L4_INLINE l4_uint64_t
 156 l4_tsc_to_us (l4_cpu_time_t tsc)
 157 {
 158   return tsc / l4_scaler_tsc_to_us;
 159 }
 160
 161 EXTERN_C_END
 162 #endif /* __l4_rdtsc_h */
 163